刀具合理几何参数的选择

刀具几何参数的选择刀具的切削性能主要是由刀具材料的性能和刀具几何参数两方面打算的。

刀具几何参数的选择是否合理对切削力、切削温度及刀具磨损有显著影响。

选择刀具的几何参数要综合考虑工件材料、刀具材料、刀具类型及其他加工条件（如切削用量、工艺系统刚性及机床功率等）的影响。

一、前角的选择前角是刀具上最重要的几何参数之一。

增大前角可以减小切削变形，降低切削力和切削温度；但过大的前角使刀具楔角减小，刀刃强度下降，刀头散热体积减小，刀具温度上升，使刀具寿命下降。

针对某一详细加工条件，客观上有一个最合理的前角取值。

工件材料的强度、硬度较低时，前角应取得大些；加工塑性材料宜取较大的前角，加工脆性材料宜取较小的前角。

刀具材料韧性好时宜取较大前角，硬质合金刀具就应取比高速钢刀具较小的前角。

粗加工时，为保证刀刃强度，应取小前角；精加工时，为提高表面质量，可取较大前角。

工艺系统刚性较差时，应取较大前角。

为减小刃形误差，成形刀具的前角应取较小值。

用硬质合金刀具加工中碳钢工件时，通常取；加工灰铸铁工件时，通常取。

二、后角的选择后角的主要功用是减小切削过程中刀具后刀面与工件之间的摩擦。

较大的后角可减小刀具后刀面上的摩擦，提高已加工表面质量。

在磨钝标准取值相同时，后角较大的刀具，磨损到磨钝标准时，磨去的刀具材料较多，刀具寿命较长；但是过大的后角会使刀具楔角显著减小，减弱切削刃强度，减小刀头散热体积，导致刀具寿命降低。

可按下列原则正确选择合理后角值。

切削厚度（或进给量）较小时，宜取较大的后角。

进行粗加工、强力切削和承受冲击载荷的刀具，为保证刀刃强度，宜取较小后角。

工件材料硬度、强度较高时，宜取较小的后角；工件材料较软、塑性较大时，宜取较大后角；切削脆性材料，宜取较小后角。

对精度要求高的定尺寸刀具（例如铰刀），宜取较小的后角；由于在径向磨损量NB 取值相同的条件下，后角较小时允许磨掉的刀具材料较多，刀具寿命长。

车削中碳钢和铸铁工件时，车刀后角通常取为6~8°。

刀具合理几何参数和切削用量的选择是否合理对刀具使用寿命、加工质量、生产效率和加工成本等有着重要影响。

刀具的“合理”的几何参数是指在保证加工质量的前提下能够获得最高刀具耐用度达到提高切削效率或降低生产成本目的的几何参数。

第一节概述什么是刀具的合理或最佳几何参数呢在保证加工质量的前提下能够满足生产效率高、加工成本低的刀具几何参数称为刀具的合理几何参数。

一般地说刀具的合理几何参数包含以下四个方面基本内容1 刃形刃形是指切削刃的形状有直线刃、折线刃、圆弧刃、月牙弧刃、波形刃、阶梯刃及其他适宜的空间曲线刃等。

刃形直接影响切削层的形状影响切削图形的合理性刃形的变化将带来切削刃各点工作角度的变化。

因此选择合理的刃形对于提高刀具使用寿命、改善已加工表面质量、提高刀具的抗振性和改变切屑形态等都有直接的意义。

2 切削刃刃区的剖面型式及参数通常将切削刃的剖面型式简称为刃区型式。

针对不同的加工条件和技术要求选择合理的刃区型式如锋刃、后刀面消振棱刃、前刀面负倒棱刃、倒圆刃、零度后角的刃带及其合理的参数值是选择刀具合理几何参数的基本内容。

图所示为五种刃区型式。

图常见的五种刃区形式a锋刃b消振棱c-负倒棱d-倒圆刃e刃带3 刀面型式及参数前刀面上的卷屑槽、断屑槽后刀面的双重刃磨、铲背以及波形刀面等都是常见的刀面型式。

选择合理的刀面型式及其参数值对切屑的变形、卷曲和折断对切削力、切削热、刀具磨损及使用寿命有着直接的影响其中前刀面的影响和作用更大。

4 刀具角度刀具角度包括主切削刃的前角γ0、后角а0、主偏角κr、刃倾角λs和副切削刃的副后角а??0、副偏角κ??r等。

刀具合理几何参数的选择主要决定于工件材料、刀具材料、刀具类型及其他具体工艺条件如切削用量、工艺系统刚性及机床功率等。

当确定了刀具几何参数后还需选定合理的切削用量才能进行切削加工。

在机床、刀具和工件等条件一定的情况下切削用量的选择最富有灵活性和能动性。

对于充分发挥机床和刀具的功能以取得生产的最大效益来说切削用量的选择如果得当就可能最大限度地挖掘出生产潜力倘若选择不当会造成很大的浪费或导致生产事故。

《刀具几何参数的合理选择》各位评委及老师：你们好！今天我说课的课题是：《刀具几何参数的合理选择》。

下面我将从教材、教法、学法、教学过程、板书等五个方面说一下本节课的构思。

一、教材：（一）教材分析本节课选自人民邮电出版社余万成主编的《数控加工工艺与编程基础》中数控加工切削基础中的任务二——刀具中的内容。

在加工实践过程中，在保证加工质量的前提下，选择能提高切削的、降低生产成本、获得最高刀具耐用度是本次课程研究重点问题。

（二）教学目标及其确立依据经教材分析，并结合学生现有水平，确定本节课的教学目标是：知识目标：1、掌握刀具几何角度、刀面形状、切削刃形状选择的基本方法。

2、掌握刀具几何参数的变化给加工带来的影响。

技能目标：让学生根据加工不同材质的零件，能正确选择刀具的几何参数。

（三）教学重点、难点及确立依据根据教学目标及本课程的特点，确定本节课的教学重点是：刀具几何参数的选择方法。

本节课的教学难点是：刀具几何参数变化时，给加工带来的影响怎么样。

二、教法：本节课从学生实际出发，结合教材内容，采用讲授、启发、观察、讲练结合等教学方法，教学过程中，始终注意与生产实践相结合，抓住学生注意力，激发学生学习兴趣。

三、学法：“授之于鱼，不如授之于渔”，教学过程不仅是传授知识、技能的过程，更重要的是教会学生怎样学习的过程。

本节课，通过分析工厂里实际生产的整体过程，对照本节课所讲的内容，使学生逐步掌握对比理解记忆学习法。

同时，引导学生养成善于提出问题、分析问题、解决问题的习惯，培养学生自学能力，要善于把课堂所学应用到生产实践中。

四、教学过程基于前面的分析，教学安排如下：（一）复习导课：让学生观察车刀的几何角度，向同学们提问：如果这些角度发生变化，会不会影响加工，从而引出课题。

这样，给出疑问，激发了学生的求知欲，让学生在探索中参与教学。

（二）讲授新课：为了培养学生分析、解决问题的能力，在导课后，给学生五分钟时间阅读课本相关内容。

关于对车刀几何参数的选择分析【摘要】刀具的几何参数对切削过程中的金属切削变形、切削力、切削温度、工件的加工质量及刀具的磨损都有显著的影响。

选择合理的刀具几何参数，可使刀具潜在的切削能力得到充分发挥，降低生产成本，提高切削效率。

【关键词】车刀；几何参数；选择车刀刃磨水平的高低直接关系到产品的生产效率、加工质量、设备能耗和产品成本，甚至关系到操作者的人身安全，也反映出操作者对加工主体的特性和切削用量的灵活应变能力。

合理选择车刀的几何参数是决定刃磨质量的关键，其主要体现于对车刀角度和前面形状的合理选择。

两者既相互依赖又相互制约，一把车刀不能只有一个角度，如果只有一个角度选择合理，它的切削效果也不一定理想，操作者必须根据工件材料、车刀材料、切削用量，以及工件、车刀、夹具和车床的刚性等各方面因素，全面分析，找出切削过程中的主要矛盾，合理选择车刀的角度和前面形状。

刀具几何参数包含切削刃的形状、切削区的剖面形式、刀面形式和刀具几何角度四个方面，这里主要讨论刀具几何角度的合理选择，即前角、后角、副后角、主偏角、副偏角及刃倾角的合理选择。

1.前角的选择前角r0是车刀切削部分的一个最主要的角度，车刀是否锋利主要取决于前角的大小。

一般增大前角时可以减小切削变形，减小切屑和前刀面的摩擦，使切削力降低，加工起来很轻快。

增大前角还可以使前刀面上承受切削力的位置后移，改善切削刃受力情况，同时还可以抑制积屑瘤的产生。

减小前角可增强刀尖强度，但切削变形和切削力都会增大。

前角的选择主要遵循以下原则：（1）加工塑性材料时，前角应取较大值；加工脆性材料时，应选用较小的前角；（2）工件材料的强度、硬度较低时，选用较大的前角；反之，选用较小的前角；（3）刀具材料韧性好时，前角应选大些，如高速钢车刀；刀具材料韧性差时，如硬质合金车刀；（4）粗加工和断续切削时应选较小的前角，横加工时应选较大的前角；（5）车床一夹具一工件—刀具系统刚度差时，应选较大的前角。

3.7 切削条件的合理选择一、刀具几何参数的合理选择刀具几何参数包含四方面内容：几何角度、刃形、刃面、刃口型式及参数（一）前角的选择1.前角的作用γ↑→变形程度↓→F↓q ↓→θ ↓→T↑振动↓质量↑0刀刃和刀头强度↓散热面积容热体积↓断屑困难在一定的条件下，存在一个合理值对于不同的刀具材料和工件材料，T 随γ的变化趋势为驼峰形。

高速钢的合理前角比Y合金的大。

加工塑材的合理前角比脆材的大2.合理前角的选择原则①粗加工、断续切削、刀材强度韧性低工材强度硬度高，选较小的前角；②工材塑韧性大、系统刚性差，易振动或机床功率不足，选较大的前角；③成形刀具、自动线刀具取小前角；④Aγ磨损增大前角，Aα磨损减小前角（二）后角的选择1.后角的作用α0↑→rn↓锋利、lα↓摩擦F↓→质量↑VB 一定，磨损体积↑→T↑但NB↑刀头强度↓散热体积↓重磨体积↑在一定的条件下，存在一个合理值2.合理后角的选择原则①粗加工、断续切削、工材强度硬度高，选较小后角, 已用大负前角应↑α；②精加工取较大后角，保证表面质量；③成形、复杂、尺寸刀具取小后角；④系统刚性差，易振动，取较小后角；⑤工材塑性大取较大后角，脆材↓α（三）主偏角的选择1.主偏角的作用κr ↓→ac↓aw↑→单位刃长负荷↓→T↑刀尖强度↑散热体积↑，Ra↓Fp↑→变形↑加工精度↓，易振动→Ra↑，T↓在一定的条件下，存在一个合理值2.合理主偏角的选择原则①主要看系统刚性。

若刚性好，不易变形和振动，κr取较小值；若刚性差（细长轴），κr取较大值（90°）；②考虑工件形状、切屑控制、减小冲击等，车台阶轴，取90 °；镗盲孔＞90 °；κr小切屑成长螺旋屑不易断；较小κr，改善刀具切入条件，不易造成刀尖冲击。

（四）副偏角的选择副偏角的主要作用是形成已加工表面。

副偏角↓→Ra↓刀尖强度↑散热体积↑↑易振动→Ra↑，T↓副刃工作长度↑→摩擦↑Fp在一定条件下，存在一合理值。

刀具几何参数的合理选用摘要:刀具几何参数的选择是高职院校机电专业的专业基础课《机械制造》中的重要应用性课题之一,本文主要对刀具几何参数的内容及合理选用的原则及方法进行分析和阐述。

关键词:刀具几何参数的合理选用几何角度刀尖的修磨俗话说“工欲善其事,必先利其器”,作为直接参与切削工件的刀具,其几何参数选择合理与否对切削效率、加工质量、加工成本及刀具寿命等必然起着重要影响。

在机械技术人员长期的生产实践中,总结出这样一个结论:若刀具结构和几何参数的合理改善,将使刀具寿命成倍提高。

这也说明了刀具几何参数合理选择的重要意义。

1 刀具几何参数包含的内容1.1 主副切削刃主副切削刃的形状有直线刃、折线刃、圆弧刃、波形刃等。

切削刃的形状如何会影响工件切削层横断面形状、面积及刀具切削刃上各点角度的数值,从而对切削加工产生影响。

近几年刃形发展的主要特点是提高刀尖处的强度、减少切削加工负荷、提高刀具的抗振能力、有效加强刀具热量传散等以保护刀具。

1.2 刃口型式刃口型式主要有锋刃、负倒棱、消振棱及刃带等。

锋刃应用较多,负倒棱是在刀具前刀面开设倒棱面,消振棱是在刀具后刀面开设倒棱面,选择时要注意负倒棱与消振棱各自的作用及区别。

1.3 刀具几何角度刀具的角度有前角、后角、主偏角、刃倾角、副切削刃的副后角及副偏角等。

完整的刀具形状及结构是由刀具几何参数决定的,各参数间相互依赖、相互制约,无视它们的内在联系而孤立地选择某一参数将无法满足加工的需求。

因此刀具合理几何参数指在一定的切削条件下,在保证工件加工质量和精度的前提下,能满足刀具正常磨损而不破损、刀具寿命高、高率、低成本的刀具几何参数。

本文将介绍刀具几何角度及刀尖修磨形状的合理选择。

2 刀具几何参数合理选择时应注意的事项2.1 切削条件要考虑机床、夹具、刀具及工件组成的机械加工工艺系统刚性及功率、切削用量大小等。

通常,若工艺系统刚性较差小时,应选较大前角和主偏角等,以降低切削力和防止工件受冲击与振动。